(57)【要約】【課題】液体の吐出方向を補正することで、基板と天板との貼り合わせのずれを許容し、生産効率の向上を図ることができる。【解決手段】インクを収容するインク液室１０５と、インク液室１０５に被記録物の走行方向に並設され、電流が供給されることでインク液室１０５に収容されたインク内に圧力を発生させる少なくとも一対の発熱抵抗体１０２と、発熱抵抗体１０２が発生させた圧力によってインク液室１０５のインクを吐出させるノズル１０４ａとを有するヘッドチップ４１と、一対の発熱抵抗体１０２に異なる電流量の電流を供給しノズル１０４ａより吐出されるインクの吐出方向を制御する吐出制御部１１２と、インクの吐出方向を補正する補正データを保存するＲＯＭ１１５とを備え、吐出制御部１１２は、ＲＯＭ１１５の補正データに基づいて発熱抵抗体１０２への電流量を制御しインクの吐出方向を制御する。【選択図】  図１６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容する液室と、上記液室に被記録物の走行方向に並設され、エネルギが供給されることで上記液室に収容された上記液体内に圧力を発生させる少なくとも一対の圧力発生素子と、上記圧力発生素子が発生させた圧力によって上記液室の液体を吐出させる吐出孔とを有する吐出手段と、
上記一対の圧力発生素子に異なるエネルギ量のエネルギを供給し上記吐出孔より吐出される上記液体の吐出方向を制御する吐出方向制御手段と、
上記液体の吐出方向を補正する補正データを保存する記憶手段とを備え、
上記吐出方向制御手段は、上記吐出手段の一対の圧力発生素子と上記吐出孔とのずれ量に基づいた上記補正データに基づいて上記一対の圧力発生素子に異なるエネルギ量のエネルギを供給する液体吐出装置。
【請求項２】
上記補正データは、上記液体の吐出角度に対応付けられた電流値データである請求項１記載の液体吐出装置。
【請求項３】
上記記憶手段は、更に、被記録物に液体を吐出するためのテストパターンデータを保存しており、
該装置は、更に、上記記録紙に印刷されたテストパターンの画像データが入力される入力手段と、
上記入力手段より入力された画像データに基づいて上記液体の着弾位置のずれ量を算出する算出手段とを備え、
上記吐出方向制御手段は、上記着弾位置のずれ量のデータに基づいた上記補正データに基づいて上記一対の圧力発生素子に異なるエネルギ量のエネルギを供給する請求項１記載の液体吐出装置。
【請求項４】
上記算出手段は、上記入力手段より入力されたテストパターンの画像データより理想直線を算出し、この算出した理想直線に対する印刷されたテストパターンのずれ量を算出する請求項３記載の液体吐出装置。
【請求項５】
液体を収容する液室と、上記液室に被記録物の走行方向に並設され、エネルギが供給されることで上記液室に収容された上記液体内に圧力を発生させる少なくとも一対の圧力発生素子と、上記圧力発生素子が発生させた圧力によって上記液室の液体を吐出させる吐出孔とを有する吐出手段と、
上記一対の圧力発生素子に異なるエネルギ量のエネルギを供給し上記吐出孔より吐出される上記液体の吐出方向を制御する吐出方向制御手段と、
上記液体の吐出方向を補正する補正データを保存する記憶手段とを備え、
上記吐出方向制御手段は、上記記憶手段の補正データに基づいて上記液体の吐出方向を制御する液体吐出ヘッド。
【請求項６】
上記補正データは、上記液体の吐出角度に対応付けられた電流値データである請求項５記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
上記記憶手段は、更に、被記録物に液体を吐出するためのテストパターンデータを保存している請求項５記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
液体を収容する液室と、上記液室に被記録物の走行方向に並設され、エネルギが供給されることで上記液室に収容された上記液体内に圧力を発生させる少なくとも一対の圧力発生素子と、上記圧力発生素子が発生させた圧力によって上記液室の液体を吐出させる吐出孔とを有する吐出手段と、上記一対の圧力発生素子に異なるエネルギ量のエネルギを供給し上記吐出孔より吐出される上記液体の吐出方向を制御する吐出方向制御手段と、上記液体の吐出方向を補正する補正データを保存する記憶手段とを備える液体吐出装置の液体吐出方向を補正する補正方法であって、
上記吐出手段の一対の圧力発生素子と上記吐出孔とのずれ量を検出するステップと、
上記検出したずれ量に基づいた上記補正データに基づいて上記一対の圧力発生素子に異なるエネルギ量のエネルギを供給するステップとを有する補正方法。
【請求項９】
上記補正データは、上記液体の吐出角度に対応付けられた電流値データである請求項８記載の補正方法。
【請求項１０】
上記記憶手段は、更に、被記録物に液体を吐出するためのテストパターンデータを保存しており、
上記記憶手段に保存されているテストパターンを上記記録紙に印刷するステップと、
上記記録紙に印刷されたテストパターンの画像データが入力されるステップと、
上記入力手段より入力された画像データに基づいて上記液体の着弾位置のずれを算出するステップと、
上記着弾位置のずれ量のデータに基づいた上記補正データに基づいて上記一対の圧力発生素子に異なるエネルギ量のエネルギを供給するステップとを有する請求項８記載の補正方法。
【請求項１１】
上記入力手段より入力された画像データに基づいて上記液体の着弾位置のずれを算出するステップは、
上記入力手段より入力されたテストパターンの画像データより理想直線を算出するステップと、
上記算出した理想直線に対する印刷されたテストパターンのずれ量を算出するステップとを有する請求項１０記載の補正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱エネルギ等によって液室内の液体を吐出孔より吐出させる液体吐出ヘッド及びこの液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置並びにこの液体吐出装置の液体吐出方向を補正する補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体を吐出する装置として、対象物となる記録紙に対してヘッドチップよりインクを吐出させて、画像や文字を記録するインクジェット方式のプリンタ装置がある。このインクジェット方式を用いたプリンタ装置は、低ランニングコスト、装置の小型化、印刷画像のカラー化が容易という利点がある。インクジェット方式を用いたプリンタ装置では、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック等のように複数の色のインクがそれぞれ充填されたインクカートリッジからヘッドチップのインク液室等に供給される。このプリンタ装置は、インク液室等に供給されたインクを、インク液室内に配置された発熱抵抗体等で加熱し、発熱抵抗体上のインクに気泡を発生させ、この気泡が割れて消えるときのエネルギによりインクをヘッドチップに設けられた微小なインク吐出孔から吐出させ、吐出させたインクを対象物となる記録紙等に着弾させ、記録紙等に画像や文字を印刷する。
【０００３】
このプリンタ装置のヘッドチップが配設されるヘッド部は、例えば特許文献１のように構成されている。具体的に、特許文献１には、ｎ個の吐出口が設けられた天板と、発熱抵抗体等が設けられた基板とを有し、基板にノズルシートとなる天板を貼り付けることによって構成されたヘッド部が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３１７６１３４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に示すように、ヘッド部は、発熱抵抗体等が設けられた基板に吐出口が設けられた天板を貼り付けてなるものであるが、精度良く基板に対して天板を貼り合わせることは困難である。特に、高画質の画像を記録紙に印刷するには、基板と天板の貼り合わせに当たって、略±１μｍ程度の誤差しか許容されない。基板と天板の貼り合わせを正確に行うと、歩留まりが悪く生産コストの向上を図ることができなくなってしまう。
【０００６】
基板と天板の貼り合わせがずれているときには、基板に設けられた発熱抵抗体の位置と天板に設けられた吐出口との相対位置がずれることになり、発熱抵抗体と吐出口との相対位置がずれたときには、インクが所定位置に正確に着弾されず、記録紙に印刷された画像に白すじとして現れてしまう。
【０００７】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体の吐出方向を補正することで、基板と天板との貼り合わせのずれを許容し、生産効率の向上を図ることができる液体吐出ヘッド、この液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置及びこの液体吐出装置の液体吐出方向を補正する補正方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る液体吐出装置は、上述した課題を解決すべく、液体を収容する液室と、液室に被記録物の走行方向に並設され、エネルギが供給されることで液室に収容された液体内に圧力を発生させる少なくとも一対の圧力発生素子と、圧力発生素子が発生させた圧力によって液室の液体を吐出させる吐出孔とを有する吐出手段と、一対の圧力発生素子に異なるエネルギ量のエネルギを供給し吐出孔より吐出される液体の吐出方向を制御する吐出方向制御手段と、液体の吐出方向を補正する補正データを保存する記憶手段とを備える。そして、吐出方向制御手段は、吐出手段の一対の圧力発生素子と吐出孔とのずれ量に基づいた補正データに基づいて一対の圧力発生素子に異なるエネルギ量のエネルギを供給する。
【０００９】
ここで、記憶手段は、更に、被記録物に液体を吐出するためのテストパターンデータを保存しており、液体吐出装置は、更に、記録紙に印刷されたテストパターンの画像データが入力される入力手段と、入力手段より入力された画像データに基づいて液体の着弾位置のずれ量を算出する算出手段とを備える。そして、吐出方向制御手段は、着弾位置のずれ量のデータに基づいた補正データに基づいて一対の圧力発生素子に異なるエネルギ量のエネルギを供給する。具体的に、算出手段は、入力手段より入力されたテストパターンの画像データより理想直線を算出し、この算出した理想直線に対する印刷されたテストパターンのずれ量を算出する。
【００１０】
また、本発明に係る液体吐出ヘッドは、上述した課題を解決すべく、液体を収容する液室と、液室に被記録物の走行方向に並設され、エネルギが供給されることで液室に収容された液体内に圧力を発生させる少なくとも一対の圧力発生素子と、圧力発生素子が発生させた圧力によって液室の液体を吐出させる吐出孔とを有する吐出手段と、一対の圧力発生素子に異なるエネルギ量のエネルギを供給し吐出孔より吐出される液体の吐出方向を制御する吐出方向制御手段と、液体の吐出方向を補正する補正データを保存する記憶手段とを備える。そして、吐出方向制御手段は、記憶手段の補正データに基づいて液体の吐出方向を制御する。
【００１１】
更に本発明は、このような液体吐出装置又は液体吐出ヘッドの液体吐出方向を補正する補正方法であって、吐出手段の一対の圧力発生素子と吐出孔とのずれ量を検出するステップと、検出したずれ量に基づいた補正データに基づいて一対の圧力発生素子に異なるエネルギ量のエネルギを供給するステップとを有する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用したインクジェットプリンタ装置について、図面を参照して説明する。
【００１３】
図１に示すように、本発明を適用したインクジェットプリンタ装置（以下、プリンタ装置という。）１は、対象物となる記録紙に対してインク等を吐出して画像や文字を印刷する。このプリンタ装置１は、記録紙Ｐの印刷幅に合わせてインク吐出孔を設けた、所謂ライン型のプリンタ装置である。このプリンタ装置１は、インク４を吐出するインクジェットプリントヘッドカートリッジ（以下、ヘッドカートリッジという。）２と、このヘッドカートリッジ２を装着するプリンタ本体３とを備える。プリンタ装置１は、ヘッドカートリッジ２がプリンタ本体３に対して着脱可能であり、更に、ヘッドカートリッジ２に対してインク供給源となるインクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋが着脱可能である。このプリンタ装置１では、イエローのインクカートリッジ１１ｙ、マゼンタのインクカートリッジ１１ｍ、シアンのインクカートリッジ１１ｃ、ブラックのインクカートリッジ１１ｋが使用可能となっており、また、プリンタ本体３に対して着脱可能なヘッドカートリッジ２と、ヘッドカートリッジに対して着脱可能なインクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋとを消耗品として交換可能になっている。
【００１４】
このようなプリンタ装置１は、記録紙Ｐを積層して収納するトレイ８５ａをプリンタ本体３の前面底面側に設けられたトレイ装着口に装着することにより、トレイ８５ａに収納されている記録紙Ｐをプリンタ本体３内に給紙することができる。トレイ８５ａは、プリンタ本体３の前面のトレイ装着口に装着されると、給排紙機構８４により記録紙Ｐが給紙口８５からプリンタ本体３の背面側に給紙される。プリンタ本体３の背面側に送られた記録紙Ｐは、反転ローラにより走行方向が反転され、往路の上側をプリンタ本体３の背面側から前面側に送られる。プリンタ本体３の背面側から前面側に送られる記録紙Ｐは、プリンタ本体３の前面に設けられた排紙口８６より排紙されるまでに、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置より入力された文字データや画像データに応じた文字や画像が印刷される。
【００１５】
記録紙Ｐに印刷を行うヘッドカートリッジ２は、プリンタ本体３の上面側から、すなわち図１中矢印Ａ方向から装着され、給排紙機構８４により走行する記録紙Ｐに対してインク４を吐出して印刷を行う。そこで、先ず、上述したプリンタ装置１を構成するプリンタ本体３に対して着脱可能なヘッドカートリッジ２と、このヘッドカートリッジ２に着脱されるインクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋについて図面を参照して説明する。
【００１６】
このヘッドカートリッジ２は、導電性の液体であるインク４を、例えば電気熱変換式で微細に粒子化して吐出し、記録紙Ｐ等の被記録物上にインク４を液滴状態にして吹き付ける。具体的に、ヘッドカートリッジ２は、図２及び図３に示すように、カートリッジ本体３１を有し、このカートリッジ本体３１には、インク４が充填された容器であるインクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋが装着される。なお、以下、インクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋを単にインクカートリッジ１１ともいう。
【００１７】
ヘッドカートリッジ２に着脱可能なインクカートリッジ１１は、図３に示すように、強度や耐インク性を有するポリプロピレン等の樹脂材料等を射出成形することにより成形されるカートリッジ本体１１ａを有し、このカートリッジ本体１１ａは、長手方向を使用する記録紙Ｐの幅方向の寸法と略同じ寸法となす略矩形状に形成され、内部に貯留するインク容量を最大限に増やす構成となっている。
【００１８】
具体的に、インクカートリッジ１１を構成するカートリッジ本体１１ａには、インク４を収容するインク収容部１２と、インク収容部１２からヘッドカートリッジ２のカートリッジ本体３１にインク４を供給するインク供給部１３と、外部よりインク収容部１２内に空気を取り込む外部連通孔１４と、外部連通孔１４より取り込まれた空気をインク収容部１２内に導入する空気導入路１５と、外部連通孔１４と空気導入路１５との間でインク４を一時的に貯留するバッファ部１６と、外部連通孔１４から外部へのインク漏れを防ぐシール１７と、インクカートリッジ１１をカートリッジ本体３１に係止するための係止突部１８及び係合段部１９と、インク収容部１２内のインク４の残量を検出するための残量検出部２０と、インクカートリッジ１１を識別するための複数の突起部２３を有する係合突部２１とが設けられている。
【００１９】
インク収容部１２は、気密性の高いインク４を収容するための空間を形成している。インク収容部１２は、略矩形に形成され、長手方向の寸法が使用する記録紙Ｐの幅方向、すなわち記録紙Ｐの走行方向に対して略直交する方向の寸法と略同じ寸法となるように形成されている。したがって、本プリンタ装置１では、従来のようにインクヘッドを記録紙Ｐの幅方向に移動させる必要がなく、このようなシリアル型のプリンタ装置より高速印刷を行うことができる。
【００２０】
インク供給部１３は、インク収容部１２の下側略中央部に設けられている。このインク供給部１３は、インク収容部１２と連通した略突形状のノズルであり、このノズルの先端が後述するヘッドカートリッジ２の接続部３７に嵌合されることにより、インクカートリッジ２のカートリッジ本体１１ａとヘッドカートリッジ２のカートリッジ本体３１を接続する。
【００２１】
インク供給部１３は、図４及び図５に示すように、インクカートリッジ１１の底面１３ａにインク４を供給する供給口１３ｂが設けられ、この底面１３ａに、供給口１３ｂを開閉する弁１３ｃと、弁１３ｃを供給口１３ｂの閉塞する方向に付勢するコイルバネ１３ｄと、弁１３ｃを開閉する開閉ピン１３ｅとを備えている。ヘッドカートリッジ２の接続部３７に接続されるインク４を供給する供給口１３ｄは、図４に示すように、インクカートリッジ１１がヘッドカートリッジ２のカートリッジ本体３１に装着される前の段階において、付勢部材であるコイルバネ１３ｄの付勢力により弁１３ｃが供給口１３ｄを閉じる方向に付勢され閉塞されている。インクカートリッジ１１がカートリッジ本体３１に装着されると、図５に示すように、開閉ピン１３ｅがヘッドカートリッジ２を構成するカートリッジ本体３１の接続部３７の上部により図５中矢印Ｂ方向に付勢するコイルバネ１３ｄの付勢方向とは反対の方向に押し上げられる。押し上げられた開閉ピン１３ｅは、コイルバネ１３ｄの付勢力に抗して弁１３ｃを押し上げて供給口１３ｂを開放する。以上のようにして、インクカートリッジ１１のインク供給部１３は、ヘッドカートリッジ２の接続部３７に接続され、インク収容部１２とインク溜め部５１とを連通し、インク溜め部５１へのインク４の供給が可能な状態となる。
【００２２】
インクカートリッジ１１をヘッドカートリッジ２側の接続部３７から引き抜くとき、すなわちインクカートリッジ１１をヘッドカートリッジ２の装着部３２より取り外すとき、弁１３ｃの開閉ピン１３ｅによる押し上げ状態が解除され、弁１３ｃは、コイルバネ１３ｄの付勢方向に移動し、供給口１３ｂを閉塞する。これにより、インクカートリッジ１１をカートリッジ本体３１に装着する直前にインク供給部１３の先端部が下方を向いている状態であってもインク収容部１２内のインク４が漏れることを防止することができる。
【００２３】
外部連通孔１４は、図３に示すように、インクカートリッジ１１外部からインク収容部１２に空気を取り込む通気口であり、ヘッドカートリッジ２の装着部３２に装着されたときも、外部に臨み外気を取り込むことができるように、装着部３２への装着時に外部に臨む位置であるカートリッジ本体１１ａの上面、ここでは上面略中央に設けられている。外部連通孔１４は、インクカートリッジ１１がカートリッジ本体３１に装着されてインク収容部１２からカートリッジ本体３１側にインク４が流下した際に、インク収容部１２内のインク４が減少した分に相当する分の空気を外部よりインクカートリッジ１１内に取り込む。
【００２４】
空気導入路１５は、インク収容部１２と外部連通孔１４とを連通し、外部連通孔１４より取り込まれた空気をインク収容部１２内に導入する。これにより、このインクカートリッジ１１がカートリッジ本体３１に装着された際に、ヘッドカートリッジ２のカートリッジ本体３１にインク４が供給されてインク収容部１２内のインク４が減少し内部が減圧状態となっても、インク収容部１２には、空気導入路１５によりインク収容部１２に空気が導入され、内部の圧力が平衡状態に保たれてインク４をカートリッジ本体３１に適切に供給することができる。
【００２５】
バッファ部１６は、外部連通孔１４と空気導入路１５との間に設けられ、インク収容部１２に連通する空気導入路１５よりインク４が漏れ出た際に、いきなり外部に流出することがないようにインク４を一時的に貯留する。このバッファ部１６は、長い方の対角線をインク収容部１２の長手方向とした略菱形に形成され、インク収容部１２の最も下側に位置する頂部に、すなわち短い方の対角線上の下側に空気導入路１５を設けるようにし、インク収容部１２より進入したインク４を再度インク収容部１２に戻すことができるようにしている。また、バッファ部１６は、短い方の対角線上の最も下側の頂部に外部連通孔１４を設けるようにし、インク収容部１２より進入したインク４が外部連通孔１４より外部に漏れにくくする。
【００２６】
シール１７は、外部連通孔１４を閉塞する部材であり、外部連通孔１４までインク４が逆流してしまったインク４がインクカートリッジ１１の外部に漏れてしまうことを防止する。このため、シール１７は、少なくともインク４を透過しないような撥水性を有する材料で形成されている。そして、このシール１７は、使用時において、剥離され、インク使用量に応じて、外気連通孔１４からは、インク収容部１２内に外気を随時補充できるようにする。
【００２７】
係止突部１８は、インクカートリッジ１１の短辺の一方の側面に設けられた突部であり、ヘッドカートリッジ２のカートリッジ本体３１のラッチレバー３４に形成された係合孔３４ａと係合する。この係止突部１８は、上面がインク収容部１２の側面に対して略直交するような平面で形成されると共に、下面は側面から上面に向かって傾斜するように形成されている。係合段部１９は、インクカートリッジ１１の係止突部１８が設けられた側面の反対側の側面の上部に設けられている。係合段部１９は、カートリッジ本体１１ａの上面と一端を接する傾斜面１９ａと、この傾斜面１９ａの他端と他方の側面と連続し、上面と略平行な平面１９ｂとからなる。インクカートリッジ１１は、係合段部１９が設けられていることで、平面１９ｂが設けられた側面の高さがカートリッジ本体１１ａの上面より１段低くなるように形成され、この段部でカートリッジ本体３１の係合片３３と係合する。係合段部１９は、ヘッドカートリッジ２の装着部３２に挿入されるとき、挿入端側の側面に設けられ、ヘッドカートリッジ２の装着部３２側の係合片３３に係合することで、インクカートリッジ１１を装着部３２に装着する際の回動支点部となる。
【００２８】
残量検出部２０は、インクカートリッジ１１の係合段部１９が設けられた側面に設けられている。残量検出部２０は、インク収容部１２内に臨まされる一対の検出ピンと、インクカートリッジ１１がヘッドカートリッジ２の装着部３２に装着されたとき、ヘッドカートリッジ２のインク残量検出部３６と電気的に接続される接点とを備える接点部材を有し、この接点部材は、カートリッジ本体１１ａの側面の高さ方向に複数、ここでは３段並設されている。インク４は、導電性を有するものであるから、インク収容部１２内に臨まされている一対の検出ピンがインク４に浸漬しているとき電気抵抗値が小さくなり、インク４に浸漬していないとき、電気抵抗が高くなる。すなわち、インク収容部１２内にインク４が満杯のとき、全ての検出ピンは、インク４に浸漬されており、全て電気抵抗値が低い状態となる。そして、インク４が使用されるに連れて、検出ピンが上の段から順に露出し検出ピンの電気抵抗値は上の段から順に高くなる。残量検出部２０は、この電気抵抗値の変化を検出することによって、インク収容部１２内のインク残量を検出することができる。なお、インク収容部２０の高さ方向に設ける端子板の数は、３段に限定されるものではなく、２段でもよく、また、より正確な残量検出を行う場合には、この段数を更に増やすようにすればよい。
【００２９】
ところで、インクカートリッジ１１を構成するカートリッジ本体１１ａは、インク供給部１３が設けられた底面側がヘッドカートリッジ２に設けられた装着部３２に係合する係合領域２２となる。そして、係合領域２２の一部、すなわちカートリッジ本体１１ａの係合領域２２には、インクカートリッジ１１の種類を識別するための複数の突起部を有する係合突部２１が設けられている。この係合突部２１は、複数の突起部の配置パターンによってインクカートリッジ１１の種類を識別できるようになっており、インクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃがヘッドカートリッジ２の正規の装着部３２ｙ，３２ｍ，３２ｃに装着されたときに限って、その装着部３２ｙ，３２ｍ，３２ｃに設けられた係合凹部２４に係合するように設けられている。
【００３０】
次に、以上のように構成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのインク４を収納したインクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋが装着されるヘッドカートリッジ２について説明する。
【００３１】
ヘッドカートリッジ２は、図２及び図３に示すように、カートリッジ本体３１を有し、このカートリッジ本体３１には、インクカートリッジ１１が装着される装着部３２ｙ，３２ｍ，３２ｃ，３２ｋ（以下、全体を示すときには単に装着部３２ともいう。）と、インクカートリッジ１１を固定する係合片３３及びラッチレバー３４と、インクカートリッジ１１を取り出し方向に付勢する付勢部材３５と、インクカートリッジ１１内におけるインク残量を検出するインク残量検出部３６と、インク供給部１３と接続されてインク４が供給される接続部３７と、接続部３７内におけるインク４の有無を検出するインク検出部３８，３９と、カートリッジ本体３１をプリンタ本体３から取り外すための取手部４０と、インク４を吐出するヘッドチップ４１と、ヘッドチップ４１を保護するヘッドキャップ４２とを有している。
【００３２】
インクカートリッジ１１が装着される装着部３２は、インクカートリッジ１１が装着されるように上面をインクカートリッジ１１の挿脱口として略凹形状に形成され、ここでは４本のインクカートリッジ１１が記録紙Ｐの走行方向に並んで収納される。装着部３２は、インクカートリッジ１１が収納されることから、インクカートリッジ１１と同様に印刷幅の方向に長く設けられている。カートリッジ本体３１には、インクカートリッジ１１が収納装着される。
【００３３】
装着部３２は、図６に示すように、インクカートリッジ１１が装着される部分であり、イエロー用のインクカートリッジ１１ｙが装着される部分を装着部３２ｙとし、マゼンタ用のインクカートリッジ１１ｍが装着される部分を装着部３２ｍとし、シアン用のインクカートリッジ１１ｃが装着される部分を装着部３２ｃとし、ブラック用のインクカートリッジ１１ｋが装着される部分を装着部３２ｋとし、各装着部３２ｙ，３２ｍ，３２ｃ，３２ｋは、隔壁３２ａにより区画されている。なお、上述したようにブラックのインクカートリッジ１１ｋは、インク４の内容量が大きくなるように厚く形成されているため、幅が他のインクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃよりも広く設けられており、これに合わせて装着部３２ｋの幅も他の装着部３２ｙ，３２ｍ，３２ｃよりも広く設けられている。
【００３４】
以上のようにインクカートリッジ１１が装着される装着部３２の開口端には、図３に示すように、係合片３３が設けられている。この係合片３３は、装着部３２の長手方向の一端縁に設けられており、インクカートリッジ１１の係合段部１９と係合する。インクカートリッジ１１は、インクカートリッジ１１の係合段部１９側を挿入端として斜めに装着部３２内に挿入し、係合段部１９と係合片３３との係合位置を回動支点として、インクカートリッジ１１の係合段部１９が設けられていない側を装着部３２側に回動させるようにして装着部３２に装着することができる。これによって、インクカートリッジ１１は、装着部３２に容易に装着することができ、また、挿入端となる側面に設けられている残量検出部２０がカートリッジ本体３１の側面とこすれることを無くし、残量検出部２０の保護を図っている。
【００３５】
ラッチレバー３４は、図３に示すように、板バネを折曲して形成されるものであり、装着部３２の係合片３３に対して反対側の側面、すなわち長手方向の他端の側面に設けられている。ラッチレバー３４は、基端部が装着部３２を構成する長手方向の他端の側面の底面側に一体的に設けられ、先端側がこの側面に対して近接離間する方向に弾性変位するように形成され、先端側に係合孔３４ａが形成されている。ラッチレバー３４は、インクカートリッジ１１が装着部３２に装着されると同時に、弾性変位し、係合孔３４ａがインクカートリッジ１１の係止突部１８と係合し、装着部３２に装着されたインクカートリッジ１１が装着部３２より脱落しないようにする。
【００３６】
付勢部材３５は、インクカートリッジ１１の係合段部１９に対応する側面側の底面上にインクカートリッジ１１を取り外す方向に付勢する板バネを折曲して設けられる。付勢部材３５は、折曲することにより形成された頂部を有し、底面に対して近接離間する方向に弾性変位し、頂部でインクカートリッジ１１の底面を押圧し、装着部３２に装着されているインクカートリッジ１１を装着部３２より取り外す方向に付勢するイジェクト部材である。付勢部材３５は、ラッチレバー３４の係合孔３４ａと係止突部１８との係合状態が解除されたとき、装着部２３よりインクカートリッジ１１を排出する。
【００３７】
インク残量検出部３６は、図６に示すように、インクカートリッジ１１内のインク４の残量を段階的に検出するものであり、各色のインクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋの装着部３２ｙ，３２ｍ，３２ｃ，３２ｋに設けられている。インク残量検出部３６は、インクカートリッジ１１がヘッドカートリッジ２に装着されたとき、インクカートリッジ１１内の側面の高さ方向に並設された残量検出部２０に接触し電気的に接続される。インク残量検出部３６は、インクカートリッジ１１側へ付勢する図示しない付勢部材により押圧されており、インクカートリッジ１１が装着されたとき、インクカートリッジ１１の残量検出部２０に密着され確実に残量検出部２０と電気的に接続される。
【００３８】
各装着部３２ｙ，３２ｍ，３２ｃ，３２ｋの長手方向略中央には、インクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋが装着部３２ｙ，３２ｍ，３２ｃ，３２ｋに装着されたとき、インクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋのインク供給部１３が接続される接続部３７が設けられている。この接続部３７は、装着部３２に装着されたインクカートリッジ１１のインク供給部１３からカートリッジ本体３１のフィルタ底面に設けられたインク４を吐出するヘッドチップ４１にインク４を供給するインク供給路となる。
【００３９】
具体的に、接続部３７は、図７に示すように、インクカートリッジ１１から供給されるインク４を溜めるインク溜め部５１と、接続部３７に連結されるインク供給部１３をシールするシール部材５２と、インク４内の不純物を除去するフィルタ５３と、ヘッドチップ４１側への供給路を開閉する弁機構５４とを有している。
【００４０】
インク溜め部５１は、インク供給部１３と接続されインクカートリッジ１１から供給されるインク４を溜める空間部である。シール部材５２は、インク溜め部５１の上端に設けられた部材であり、インクカートリッジ１１のインク供給部１３が接続部３７のインク溜め部５１に接続されるとき、インク４が外部に漏れないようインク溜め部５１とインク供給部１３との間を密閉する。フィルタ５３は、インクカートリッジ１１の着脱時等にインク４に混入してしまった塵や埃等のごみを取り除くものであり、インク検出部３８，３９よりも下部に設けられている。
【００４１】
弁機構５４は、図８及び図９に示すように、インク溜め部５１からインク４が供給されるインク流入路６１と、インク流入路６１からインク４が流入するインク室６２と、インク室６２からインク４を流出するインク流出路６３と、インク室６２をインク流入路６１側とインク流出路６３側との間に設けられた開口部６４と、開口部６４を開閉する弁６５と、弁６５を開口部６４の閉塞する方向に付勢する付勢部材６６と、付勢部材６６の強さを調節する負圧調整ネジ６７と、弁６５と接続される弁シャフト６８と、弁シャフト６８と接続されるダイアフラム６９とを有する。
【００４２】
インク流入路６１は、インク溜め部５１を介してインクカートリッジ１１のインク収容部１２内のインク４をヘッドチップ４１に供給可能にインク収容部１２と連結する供給路である。インク流入路６１は、インク溜め部５１の底面側からインク室６２まで設けられている。インク室６２は、インク流入路６１、インク流出路６３及び開口部６４と一体となって形成された略直方体をなす空間部であり、インク流入路６１からインク４が流入し、開口部６４を介してインク流出路６３からインク４を流出する。インク流出路６３は、インク室６２から開口部６４を介してインク４が供給されて、更にヘッドチップ４１と連結された供給路である。インク流出路６３は、インク室６２の底面側からヘッドチップ４１まで延在されている。
【００４３】
弁６５は、開口部６４を閉塞してインク流入路６１側とインク流出路６３側とを分割する弁であり、インク室６２内に配設される。弁６５は、付勢部材６６の付勢力と、弁シャフト６８を介して接続されたダイアフラム６９の復元力と、インク流出路６３側のインク４の負圧によって上下に移動する。弁６５は、下端に位置するとき、インク室６２をインク流入路６１側とインク流出路６３側とを分離するように開口部６４を閉塞し、インク流出路６３へのインク４の供給を遮断する。弁６５は、付勢部材６６の付勢力に抗して上端に位置するとき、インク室６２をインク流入路６１側とインク流出路６３側とを遮断せずに、ヘッドチップ４１へインク４の供給を可能とする。なお、弁６５を構成する材質は、その種類を問わないが、高い閉塞性を確保するため例えばゴム弾性体、所謂エラストマーにより形成される。
【００４４】
付勢部材６６は、例えば圧縮コイルバネ等であり、弁６５の上面とインク室６２の上面との間で負圧調整ネジ６７と弁６５とを接続し、付勢力により弁６５を開口部６４の閉塞する方向に付勢する。負圧調整ネジ６７は、付勢部材６６の付勢力を調整するネジであり、負圧調整ネジ６７を調整することで付勢部材６６の付勢力を調整することができるようにしている。これにより、負圧調整ネジ６７は、詳細は後述するが開口部６４を開閉する弁６５を動作させるインク４の負圧を調整することができる。
【００４５】
弁シャフト６８は、一端に接続された弁６５と、他端に接続されたダイアフラム６９とを連結して運動するように設けられたシャフトである。ダイアフラム６９は、弁シャフト６８の他端に接続された薄い弾性板である。このダイアフラム６９は、インク室６２のインク流出路６３側の一主面と、外気と接する他主面とからなり、大気圧とインク４の負圧により外気側とインク流出路６３側に弾性変位する。
【００４６】
以上のような弁機構５４では、図８に示すように、弁６５が付勢部材６６の付勢力とダイアフラム６９の付勢力とによってインク室６２の開口部６４を閉塞するように押圧されている。そして、ヘッドチップ４１からインク４が吐出された際に、開口部６４分割されたインク流出路６３側のインク室６２のインク４の負圧が高まると、図９に示すように、インク４の負圧によりダイアフラム６９が大気圧により押し上げられて、弁シャフト６８と共に弁６５を付勢部材６６の付勢力に抗して押し上げる。このとき、インク室６２のインク流入路６１側とインク流出路６３側と間の開口部６４が開放され、インク４がインク流入路６１側からインク流出路６３側に供給される。そして、インク４の負圧が低下してダイアフラム６９が復元力により元の形状に戻り、付勢部材６６の付勢力により弁シャフト６８と共に弁６５をインク室６２が閉塞するように引き下げる。以上のようにして弁機構５４では、インク４を吐出する度にインク４の負圧が高まると、上述の動作を繰り返す。
【００４７】
また、この接続部３７では、インク収容部１２内のインク４がインク室６２に供給されると、インク収容部１２内のインク４が減少するが、このとき、空気導入路１５から外気がインクカートリッジ１１内に入り込む。インクカートリッジ１１内に入り込んだ空気は、インクカートリッジ１１の上方に送られる。これにより、インク液滴ｉが後述するノズル１０４ａから吐出される前の状態に戻り、平衡状態となる。このとき、空気導入路１５内にインク４がほとんどない状態で平衡状態となる。
【００４８】
インク検出部３８，３９は、図７に示すように、それぞれインクカートリッジ１１のインク供給部１３に接続される接続部３７内のインク４の有無を検出する一対の導電性を有する線状部材であり、先端部が接続部３７内に臨ませるように配設されている。インク検出部３８，３９は、接続部３７のインク溜め部５１の側面に接続部３７の内部から外部に貫通するように設けられ、それぞれヘッドチップ４１に接続されている。
【００４９】
インク検出部３８，３９の先端部は、接続部３７内におけるフィルタ５３よりも上部に設けられている。これは、インク４がフィルタ５３以下となるときに、ヘッドチップ４１側におけるインク４の負圧が高まり、装置の故障の原因となることを防止するためである。インク検出部３８，３９は、インク４をフィルタ５３よりもインクカートリッジ１１側で検出することで、インク４がフィルタ５３からヘッドチップ４１側において無くなることを防止することができる。
【００５０】
取手部４０は、カートリッジ本体３１が消耗する等して交換の必要がある場合や、インクジェットプリンタ装置１を修理する際等に、カートリッジ本体３１の取り外しを容易にする。
【００５１】
ヘッドチップ４１は、カートリッジ本体３１の底面に沿って配設されており、接続部３７から供給されるインク液滴ｉを吐出するインク吐出孔である後述するノズル１０４ａが各色毎に略ライン状をなすように設けられている。
【００５２】
ヘッドキャップ４２は、図２に示すように、ヘッドチップ４１を保護するためのカバーであり、プリンタ本体３の後述するカバー開閉機構により開閉される。ヘッドキャップ４２は、吐出面４１ａの開閉方向に設けられた溝部７１と、長手方向に設けられヘッドチップ４１の吐出面４１ａに付着した余分なインク４を吸い取る清掃ローラ７２とを有している。ヘッドキャップ４２は、開閉動作時にこの溝部７１に沿ってインクカートリッジ１１の短手方向である図２中矢印Ｃ方向に開閉するようにされており、このとき清掃ローラ７２がヘッドチップ４１の吐出面４１ａに当接しながら回転することで、余分なインク４を吸い取り、ヘッドチップ４１の吐出面４１ａを清掃する。この清掃ローラ７２は、例えば吸水性の高い部材が用いられる。また、ヘッドキャップ４２は、ヘッドチップ４１内のインク４が乾燥しないようにする。
【００５３】
上述したヘッドチップ４１は、各色のインク４に対応して、図１０及び図１１に示すように、回路基板１０１と、インク４を加熱する一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂと、インク４の漏れを防ぐフィルム１０３と、インク４が液滴の状態で吐出されるノズル１０４ａが多数設けられたノズルシート１０４と、これらに囲まれてインク４が供給されるインク液室１０５と、インク液室１０５にインク４を供給するインク流路１０６とを有する。
【００５４】
回路基板１０１は、シリコン等の半導体基板であり、その一主面１０１ａに、発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂが形成されていると共に、発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂを制御する主操作制御回路、副操作制御回路等の制御回路が形成されている。この制御回路は、ロジックＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）やトランジスタ等で構成されている。一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂは、電源から供給される電流により発熱し、インク液室１０５内のインク４を加熱してインクに気泡を発生させ、内圧を高める。これにより、加熱されたインク４は、ノズルシート１０４に設けられたノズル１０４ａから液滴の状態で吐出する。一の回路基板１０１には、通常一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂが１００個程度並設されている。一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂは、インク液室１０５毎に設けられる。
【００５５】
フィルム１０３は、回路基板１０１の一主面１０１ａに積層されている。フィルム１０３は、例えば露光硬化型のドライフィルムレジストからなるものであり、回路基板１０１の一主面１０１ａの略全体に積層された後、フォトリソグラフプロセスによって不要部分が除去され、一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂを一括して略凹状に囲むように形成されている。フィルム１０３により一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂを囲む部分がインク液室１０５の一部を形成する。
【００５６】
ノズルシート１０４は、インク液滴ｉを吐出させるためのノズル１０４ａが記録紙Ｐの略幅分形成されたシート状部材であり、フィルム１０３の回路基板１０１と反対側に積層されている。ノズル１０４ａは、ノズルシート１０４に円形状に開口された微小孔であり、一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂと対向するように設けられる。なお、ノズルシート１０４はインク液室１０５の一部を構成する。
【００５７】
インク液室１０５は、回路基板１０１、一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂ、フィルム１０３及びノズルシート１０４に囲まれた空間部であり、インク流路１０６からのインク４が供給される。インク液室１０５のインク４は、発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂにより加熱され、インク液室１０５内は、気泡が発生することによって内圧が上昇する。インク流路１０６は、接続部３７のインク流出路６３と接続されており、接続部３７に接続されたインクカートリッジ１１からインク４が供給され、このインク流路１０６に連通する各インク液室１０５にインク４を送り込む流路を形成する。すなわち、インク流路１０６と接続部３４とが連通されている。これにより、インクカートリッジ１１から供給されるインク４がインク流路１０６に流れ込み、インク液室１０５内に充填される。
【００５８】
以上のようなヘッドチップ４１は、発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂが設けられた複数の回路基板１０１は、図１２（Ｂ）に示すようなノズル１０４ａが設けられたノズルシート１０４に、ノズル１０４ａが一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂ上に位置するように並んで貼り付けられる。具体的に、図１２（Ａ）に示すように、回路基板１０１は、記録紙Ｐの走行方向と直交する方向の中心線Ｐを境に、中心線Ｐの両側に発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂが位置するように、ノズルシート１０４に貼り付けられる。これは、一の回路基板１０１に、記録紙Ｐの幅方向分のインク液室１０５を設けることは製造技術上困難なためであり、ここでは、複数の回路基板１０１をノズルシート１０４に並べることで、記録紙Ｐの幅方向分のインク液室１０５を設けるようにしている。
【００５９】
インク液室１０５には、ヘッドチップ４１と結合されたインク流路１０６からのインク４が供給され満たされる。そして、一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂに短時間、例えば、１〜３μｓｅｃの間パルス電流を流すことにより、一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂがそれぞれ急速に発熱し、その結果、一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂと接する部分に気相のインク気泡が発生する。そして、膨張したインク気泡の体積分のインク４が押圧される（インク４が沸騰する）。これによって、ノズル１０４ａに接する部分でインク気泡に押圧されたインク４と同等の体積のインク４がインク液滴ｉとしてノズル１０４ａから吐出され、記録紙Ｐ上に着弾される。
【００６０】
ここで、各インク液室１０５に設けられる一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂについて説明すると、図１３に示すように、一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂは、１つのインク液室１０５内に図１３中矢印Ｄで示す記録紙Ｐの走行方向に並設されている。なお、図１３では、ノズル１０４ａの位置を１点鎖線で示している。
【００６１】
一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂは、１つの発熱抵抗体を２つに分割したような形状で長さが同じで幅が半分に形成されることから、抵抗値をほぼ倍の値にすることができる。更に、この一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂを直列に接続することで、抵抗値を分割する前の４倍程度にすることができ、発熱量を大きくすることができる。
【００６２】
インク液室１０５内のインク４を沸騰させるためには、一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂに一定の電流を流して一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂを発熱する必要がある。インク液滴ｉは、この沸騰時のエネルギにより、ノズル１０４ａより吐出される。発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂは、所定の発熱量を得るに当たって、抵抗値が小さいと、流す電流を大きくする必要があるが、ここでは幅を狭くし、更に２つの抵抗を直列に接続することで抵抗値を高くし、少ない電流でインク液室１０５内のインクを沸騰させることができるようにしている。これにより、ヘッドチップ４１は、電流を流すためのトランジスタ等を小さくすることができ、省スペース化を図ることができる。
【００６３】
なお、一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂの厚みを薄く形成すれば抵抗値を高くすることができるが、一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂとして選定される材料や強度（耐久性）等の観点から、一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂの厚みを薄くするには一定の限界がある。このため、厚みを薄くすることなく、分割することで、一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂの抵抗値を高くしている。
【００６４】
ところで、インク液室１０５内のインクをノズル１０４ａより吐出させるとき、一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂによってインク液室１０５内のインクが沸騰するまでの時間、すなわち気泡発生時間が同じになるように発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂを駆動制御すると、インク液滴ｉは、ノズル１０４ａより真下に滴下される。また、一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂの気泡発生時間に時間差を発生させた場合には、一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂ上で略同時にインク４が沸騰し気泡が発生しなくなり、発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂの並設方向の何れか一方にずれてインク液滴ｉが滴下される。具体的に、図１３に示すように、記録紙Ｐの走行方向に一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂを並設したとき、インク液滴ｉは、記録紙Ｐの走行方向にずれて滴下される。
【００６５】
これを図１４を用いて説明する。図１４は、一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂにおけるインク気泡発生時間の差と、インク液滴ｉの吐出角度との関係を示している。なお、図１４は、記録紙Ｐの走行方向（一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂが並設されている方向）の吐出角度θｘを示している。図１４は、横軸に気泡発生時間の差をとっており、一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂにおける抵抗差は、時間差０．０４μｓｅｃで３％、時間差０．０８μｓｅｃで６％程度のばらつきが生じる。なお、図１４はコンピュータによるシミュレーション結果である。
【００６６】
図１４に示すように、気泡発生時間に差が生じると、インク液滴ｉの吐出角度が略垂直でなくなり、時間差が大きいほど傾きも大きくなる。そこで、チップヘッド４１は、この特性を利用し、一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂの気泡発生時間をそれぞれ制御し、インク液滴ｉのノズル１０４ａからの吐出角度、すなわち吐出方向を制御することができる。
【００６７】
以上のようなヘッドチップ４１は、各インク液室１０５内の一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂのそれぞれに電流を供給することで、ノズル１０４ａからインク液滴ｉを吐出させる。このヘッドチップ４１では、一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂに対し、略同時に同一量の電流を供給することで、一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂの気泡発生時間を理論上、同じにすることができる。したがって、一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂは、インク４を同時に沸騰させることができ、インク液滴ｉの吐出角度がインク液滴ｉの着弾面に対して略垂直になるようにノズル１０４ａからインク液滴ｉを吐出させることができる。
【００６８】
また、ヘッドチップ４１は、各インク液室１０５内の一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂを気泡発生時間を異ならせるように発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂを制御する。この場合、ヘッドチップ４１は、一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂに供給する電流に差異を与え又は同じ電流量を供給するが時間差を与えることで、一対の発熱抵抗対１０２ａ，１０２ｂそれぞれの気泡発生時間に差を生じさせることができ、ノズル１０４ａから吐出されるインク液滴ｉを、着弾面に対し定略垂直にインク液滴ｉが吐出されたときのインク液滴ｉの着弾位置と異なる位置に着弾させることができる。すなわち、ヘッドチップ４１は、インク液滴ｉの吐出角度がインク４の着弾面に対して斜めになるようにノズル１０４ａからインク液滴ｉを吐出させることができる。
【００６９】
ノズル１０４ａが形成されたノズルシート１０４がフィルム１０３が設けられた回路基板１０１に貼り合わされるとき、回路基板１０１に対してノズルシート１０４の貼り合わせ位置がずれると、発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂとノズル１０４ａとの相対位置がずれ、ノズル１０４ａに対して気泡による圧力が均等に加わらなくなり、インク液滴ｉの吐出方向がずれることになる。ノズルヘッド４１では、一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂの気泡発生時間をそれぞれ制御し、インク液滴ｉのノズル１０４ａからの吐出角度を制御し、発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂとノズル１０４ａとの相対位置のずれに伴う吐出方向のずれを補正するようにしている。
【００７０】
次に、以上のように構成されたヘッドカートリッジ２が装着されるプリンタ装置１を構成するプリンタ本体３について図面を参照して説明する。
【００７１】
プリンタ本体３は、上記図１及び図１５に示すように、ヘッドカートリッジ２が装着されるヘッドカートリッジ装着部８１と、ヘッドカートリッジ２をヘッドカートリッジ装着部８１に保持、固定するためのヘッドカートリッジ保持機構８２と、ヘッドキャップ４２を開閉するヘッドキャップ開閉機構８３と、記録紙Ｐを給排紙する給排紙機構８４と、給排紙機構８４に記録紙Ｐを供給する給紙口８５と、給排紙機構８４から記録紙Ｐが出力される排紙口８６とを有する。
【００７２】
ヘッドカートリッジ装着部８１は、ヘッドカートリッジ２が装着される凹部であり、走行する記録紙にデータ通り印刷を行うため、ヘッドチップ４１の吐出面４１ａと走行する記録紙Ｐの紙面とが略平行となるようにヘッドカートリッジ２が装着される。ヘッドカートリッジ２は、ヘッドチップ４１内のインク詰まり等で交換する必要が生じる場合等があり、インクカートリッジ１１程の頻度はないが消耗品であるため、ヘッドカートリッジ装着部８１に対して着脱可能にヘッドカートリッジ保持機構８２によって保持される。ヘッドカートリッジ保持機構８２は、ヘッドカートリッジ装着部８１にヘッドカートリッジ２を着脱可能に保持するための機構であり、ヘッドカートリッジ２に設けられた摘み８２ａをプリンタ本体３の係止孔８２ｂ内に設けられた図示しないバネ等の付勢部材に係止することによってプリンタ本体３に設けられた基準面３ａに圧着するようにしてヘッドカートリッジ２を位置決めして保持、固定できるようにしている。
【００７３】
ヘッドキャップ開閉機構８３は、ヘッドカートリッジ２のヘッドキャップ４２を開閉する駆動部を有しており、印刷を行うときにヘッドキャップ４２を移動してチップヘッド４１が記録紙Ｐに対して露出するようにし、印刷が終了したときにヘッドキャップ４２を閉塞してチップヘッド４１を保護する。給排紙機構８４は、記録紙Ｐを搬送する駆動部を有しており、供給口８５から供給される記録紙Ｐをヘッドカートリッジ２のチップヘッド４１まで搬送し、インク４が吐出された記録紙Ｐを排紙口８６に搬送して装置外部へ出力する。給紙口８５は、給排紙機構８４に記録紙Ｐを供給する開口部であり、トレイ８５ａ等に複数枚の記録紙Ｐを積層してストックすることができる。排紙口８６は、インク液滴ｉが吐出された記録紙Ｐが給排紙機構８４により搬送されて排出される。
【００７４】
ここで、以上のように構成されたプリンタ装置１による印刷を制御する制御回路について図面を参照して説明する。
【００７５】
図１６に示すように、制御回路１１０は、プリンタ本体３の各駆動部を駆動するプリンタ駆動部１１１と、各色のインク４に対応するヘッドチップ４１の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂに供給される電流等を制御する吐出制御部１１２と、各色のインク４の残量を警告する警告部１１３と、外部装置と信号の入出力を行う入出力端子１１４と、制御プログラム等が記録されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１１５と、読み出された制御プログラム等が読み出されるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１１６と、各部の制御を行う制御部１１７とを有している。更に、このプリンタ装置１には、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置１１８が接続され、更に、この情報処理装置１１８には、画像を画像データに変換し情報処理装置１１８に入力するスキャナ１１９が接続されている。
【００７６】
プリンタ駆動部１１１は、制御部１１７からの制御信号に基づき、ヘッドキャップ開閉機構８３を構成する駆動モータを駆動させてヘッドキャップ４２を開閉する。また、プリンタ駆動部１１１は、制御部１１７からの制御信号に基づき、給排紙機構８４を構成する駆動モータを駆動させてプリンタ本体３の給紙口８５から記録紙Ｐを給紙し、記録後に排紙口８６から排紙する。
【００７７】
吐出制御部１１２は、図１７に示すように、ヘッドチップ４１を構成する回路基板１０１に設けられている。この吐出制御部１１２は、各インク液室１０５に設けられる一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂに電流を流すための電源１２０ａ，１２０ｂと、一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂと電源１２０ａ，１２０ｂとの電気的な接続をオンオフするスイッチング素子１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃと、一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂに供給される電流を制御するための抵抗器１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ及び可変抵抗器１２３とを備える。
【００７８】
電源１２０ａは、発熱抵抗体１０２ｂに接続され、電源１２０ｂは、スイッチング素子１２２ｃ、可変抵抗器１２２を介して抵抗器１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃに選択的に接続されている。これら電源１２０ａ，１２０ｂは、インクヘッドカートリッジ２の外部から供給される。
【００７９】
スイッチング素子１２１ａは、トランジスタ等で構成され、発熱抵抗体１０２ａとグランドとの間に配置され、発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂのオンオフを制御する主操作制御部として機能する。スイッチング素子１２１ｂも、トランジスタ等で構成され、可変抵抗器１２３と抵抗器１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃとの間に接続され、発熱抵抗体１０２ａに供給する電流量を制御する。スイッチング素子１２１ｃは、可変抵抗器１２３と電源１２０ｂとの間に接続され、インク液滴ｉの吐出方向を制御する。抵抗器１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ、可変抵抗器１２３、スイッチング素子１２１ｂ、スイッチング素子１２１ｃは、インク液滴ｉの吐出方向を制御する副操作制御部として機能する。
【００８０】
抵抗器１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃは、それぞれ異なる抵抗値を有し、スイッチング素子１２１ｂが切り換えられることにより発熱抵抗体１０２ａに供給される電流量を制御する。具体的に、抵抗器１２２ａが、最も抵抗値が大きく、次いで、抵抗器１２２ｂが大きく、抵抗器１２２ｃの抵抗値が最も小さくなっており、発熱抵抗体１０２ａに供給される電流量は、抵抗器１２２ａ〜１２２ｃの何れに接続されるかによって定まる。
【００８１】
可変抵抗器１２３は、抵抗器１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃの何れかと組み合わされることで一対の発熱抵抗体１０２ａに供給される電流量を更に調節する。
【００８２】
次に、この吐出制御部１１２の動作について説明すると、スイッチング素子１２１ｂをオフにして抵抗器１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃと一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂとが接続されていないとき、スイッチング素子１２１ａをオンにすると、電源１２０ａから電流が直列接続された一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂに供給される（抵抗器１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃには電流が流れない）。このとき、一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂの抵抗値は、同一であるから、一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂが発生する熱量は、略同一になる。したがって、気泡発生時間が略同一となり、図１８に示すように、インク液滴ｉが、インク４の吐出角度がインク４の着弾面に対して略垂直になるようにをノズル１０４ａから吐出される。したがって、吐出されたインク液滴ｉは、図１８中１３０で示す着弾点に着弾する。
【００８３】
また、スイッチング素子１２１ｂと抵抗器１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃの内の何れかとの接続をオンにし、スイッチング素子１２１ａをオンにし、スイッチング素子１２１ｃをグランドと接続したとき、インク液滴ｉの吐出方向が記録紙の走行方向の下流側となり、記録紙Ｐの走行方向の下流側に向かって、インク液滴ｉの吐出方向を可変することができる。すなわち、スイッチング素子１２１ｂが抵抗器１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃの何れかに接続されることで、電流が発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂの中点から抵抗器１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃの方向である図１７中矢印ａ１方向に流れ、発熱抵抗体１０２ａへ供給される電流量が少なくなり、一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂは、供給される電流に差異が生じ、両者に発生する熱量にも差異が生じる。この場合、抵抗器１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃは、それぞれ異なる抵抗値を有することから、スイッチング素子１２１ｂの切り換えで一対の発熱抵抗体１０２ａに供給される電流量を３段階に異ならせることができる。これにより、ヘッドチップ４１は、一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂで発生する熱量に差異が生じさせ、スイッチング素子１２１ｂの切り換えで一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂそれぞれの気泡発生時間に三段階の時間差を持たせることができ、インク液滴ｉの吐出角度を記録紙Ｐの走行方向の下流側において、三段階に変化させることができる。
【００８４】
具体的に、吐出制御部１１２は、図１８に示すように、ノズル１０４ａから略垂直にインク液滴ｉが吐出されて着弾した着弾点１３０から、記録紙Ｐの走行方向に三段階に分かれた着弾点１３１，１３２，１３３の何れかにインク液滴ｉを着弾させる。更に詳しくは、スイッチング素子１２１ｂが抵抗値の最も小さい抵抗器１２２ｃと接続されると発熱抵抗体１０２ａへの電流供給量が最も少なくなり、一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂに供給される電流差が最も大きくなり、インク液滴ｉは、着弾点１３０から最も遠い位置の着弾点１３３に着弾される。また、抵抗値が最も高い抵抗器１２２ａと接続されると、発熱抵抗体１０２ｂに供給される電流供給量は、最も大きくなり、一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂに供給される電流差が最も小さくなり、インク液滴ｉは、着弾点１３０から最も近い位置の着弾点１３１に着弾される。
【００８５】
更に、可変抵抗器１２３で、抵抗値を可変することで、発熱抵抗体１０２ａに供給される電流を微調節することができ、これに伴って、着弾点１３０，１３１，１３２，１３３それぞれの間に着弾するようにインク液滴ｉの吐出角度を調節することができる。
【００８６】
スイッチング素子１２１ｃを切り換えて電源１２０ｂと接続すると、インク液滴ｉの吐出方向を記録紙Ｐの走行方向の上流側にすることができる。この場合、発熱抵抗体１０２ａには、電源１２０ａからの電流が図１７中矢印ａ２方向に流れ、電流が発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂの中点から電源１２０ａからの電流に電源１２０ｂからの電流が加算される。すなわち、スイッチング素子１２１ｃをグランドに接続したときとは逆となる。これにより、インク液滴ｉは、ノズル１０４ａからインク液滴ｉが略垂直に吐出されて着弾した着弾点１３０を境に、スイッチング素子１２１ｃをグランドに接続したときとは反対側の着弾位置に吐出される。
【００８７】
具体的に、スイッチング素子１２１ｂが抵抗値が最も小さい抵抗器１２２ｃと接続されると、発熱抵抗体１０２ａに供給される電流量が電源１２１ａからの電流と電源１２０ｂからの電流が加算され、最も多くなり、一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂに供給される電流差が最も大きくなる。したがって、インク液滴ｉは、着弾点１３０から最も遠い位置の着弾点１３６に着弾される。スイッチング素子１２１ｂが抵抗値の最も大きい抵抗器１２２ａと接続されると、発熱抵抗体１０２ａに供給される電流が最も少なくなり、一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂに供給される電流差が最も小さくなる。したがって、インク液滴ｉは、着弾点１３０から最も近い位置の着弾点１３４にインク液滴ｉを着弾される。
【００８８】
このように、吐出制御部１１２では、副操作制御部を構成するスイッチング素子１２１ｂ，１２１ｃを切り換えることでインク液滴ｉのノズル１０４ａからの吐出方向を記録紙Ｐの走行方向に７段階に変化させることができ、更に抵抗器１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃと可変抵抗器１２３とを組み合わせることでインク液滴ｉの吐出方向を７段階以上に変化させることができる。具体的には、ノズル１０４ａから略垂直に吐出されて着弾した着弾点１３０を中心に、記録紙Ｐの走行方向に５０μｍ程度迄ずらしてインク液滴ｉを着弾することができる。
【００８９】
警告部１１３は、例えばＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）等の表示手段であり、印刷条件、印刷状態、インク残量等の情報を表示する。また、警告部１１３は、例えばスピーカ等の音声出力手段であってもよく、この場合は、印刷条件、印刷状態、インク残量等の情報を音声で出力する。なお、警告部１１３は、表示手段及び音声出力手段をともに有するように構成してもよい。また、この警告は、情報処理装置１１８のモニタやスピーカ等で行うようにしてもよい。
【００９０】
入出力端子１１４は、上述した印刷条件、印刷状態、インク残量等の情報をインタフェースを介して外部の情報処理装置１１８等に送信する。また、入出力端子１１４は、外部の情報処理装置１１８から、上述した印刷条件、印刷状態、インク残量等の情報を出力する制御信号、印刷データ等が入力される。ここで、上述した情報処理装置１１８は、例えば、パーソナルコンピュータやＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の電子機器である。
【００９１】
情報処理装置１１８等と接続される入出力端子１１４は、インタフェースとして、シリアルインタフェースやパラレルインタフェース等を用いることができ、具体的にＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）、ＲＳ（Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）２３２Ｃ、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）１３９４等の規格に準拠したものである。また、入出力端子１１４は、情報処理装置１１８との間で有線通信又は無線通信の何れ形式でデータ通信を行うようにしてもよい。なお、この無線通信規格としては、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ，８０２．１１ｂ，８０２．１１ｇ等がある。
【００９２】
なお、入出力端子１１４と情報処理装置１１８との間には、例えばインターネット等のネットワークが介在していてもよい。この場合、入出力端子１１４は、例えばＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＩＳＤＮ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ｘＤＳＬ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ）、ＦＴＨＰ（Ｆｉｂｅｒ  Ｔｏ  Ｔｈｅ  Ｈｏｍｅ）、ＣＡＴＶ（Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ  Ａｎｔｅｎｎａ  ＴｅｌｅＶｉｓｉｏｎ）、ＢＳ（Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ）等のネットワーク網に接続され、データ通信は、ＴＣＰ／ＩＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ／Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等の各種プロトコルにより行われる。
【００９３】
ＲＯＭ１１５は、例えばＥＰ−ＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリであり、制御部１１７が行う各処理のプログラムが格納されている。この格納されているプログラムは、制御部１１７によりＲＡＭ１１６にロードされる。ＲＡＭ１１６は、制御部１１７によりＲＯＭ１１５から読み出されたプログラムや、プリンタ装置１の各種状態がロードされる。
【００９４】
ところで、図１０及び図１１に示すように、回路基板１０１に対してノズルシート１０４の貼り合わせ位置がずれると、発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂとノズル１０４ａとの相対位置とがずれ、ノズル１０４ａに対して気泡による圧力が均等に加わらなくなり、インク液滴ｉの吐出方向がずれることになる。そこで、ＲＯＭ１１５には、吐出制御部１１２によってインク液滴ｉの吐出方向を補正する補正データが格納されている。具体的に、図１９に示すように、ＲＯＭ１１５には、インク液滴ｉの着弾位置のずれ量とそのずれ量に対する制御電流値が格納されている。
【００９５】
すなわち、図２０に示すように、インク液室１０５毎に一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂが設けられた回路基板１０１に対するノズルシート１０４の貼り合わせに当たって、貼り合わせ誤差ｅを無くすことは困難である。特に熱可塑性の接着材を用いて回路基板１０１に対してノズルシート１０４を貼り付けるときには、貼付け時に加熱する必要があり、加熱時には、ノズル１０４ａと一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂとの相対位置が正確でも、常温に戻ると線膨張係数の違いからずれてしまう場合がある。また、回路基板１０１とノズルシート１０４の位置合わせに用いている顕微鏡のレンズがずれてしまった場合にも、ノズルシート１０４を回路基板１０１に対して正確に貼り合わせることはできない。図２１に示すように、記録紙Ｐの走行方向であるＸ方向と記録紙Ｐの走行方向に対して直行するＹ方向の両方がズレ、更に角度も付いてずれた場合は、１つの回路基板１０１の内で場所によって吐出曲がり量が異なるという問題もある。インク液滴ｉの吐出方向が変わってしまうのは、ノズル１０４ａに対して気泡による圧力が均等に加わらなくなるためである。
【００９６】
そして、回路基板１０１に対するノズルシート１０４のずれ、すなわち回路基板１０１に設けられた一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂとノズルシート１０４に設けられたノズル１０４ａの相対位置の位置ずれ量が多い場合には、図２２に示すように、インク液滴ｉの吐出方向が曲がってしまう。Ｘ方向又はＹ方向の一方方向にずれた場合は、全体の吐出方向がずれるだけなので、回路基板１０１を１つだけ用いる場合には、これらの貼付け誤差の影響は無視できる。しかしながら、複数の回路基板１０１を一のノズルシート１０４に貼り付けた場合は、個々の位置ずれ量が全く同じでない限り、回路基板１０１同士でずれ量が異なり、回路基板１０１の境界部の継ぎ目がわかってしまう。
【００９７】
ＲＯＭ１１５に記録されたインク液滴ｉの吐出方向を補正する図１９に示す補正データは、回路基板１０１に対してノズルシート１０４がずれ、インク液滴ｉの吐出方向は変わってしまったときに、図１７に示す吐出制御部１１２の制御によってインク液滴ｉの吐出方向を補正するためのものであり、図１９の横軸に示す制御電流は、図１７に示すインク液滴ｉの吐出方向を制御する副操作制御部、すなわち抵抗器１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ、可変抵抗器１２３、スイッチング素子１２１ｂ、スイッチング素子１２１ｃによって制御される発熱抵抗体１０２ａに供給される電流値を示している。したがって、吐出制御部１１２は、着弾位置のずれ量に基づいて発熱抵抗体１０２ａへ供給する制御電流を決定し、決定した制御電流値に基づいてインク液滴ｉの吐出方向を補正する。具体的に、吐出制御部１１２は、図１７に示すスイッチング素子１２１ｂ、スイッチング素子１２１ｃを切換制御し、更に可変抵抗器１２３を調整することによって、発熱抵抗体１０２ａへ供給される電流量を制御し、発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂに供給されるエネルギが同じときにインク液滴ｉの吐出方向がずれる方向とは逆方向にインク液滴ｉを吐出するようにして、インク液滴ｉの吐出方向を補正する。
【００９８】
また、ＲＯＭ１１５には、図２３に示すように、インク液滴ｉの着弾位置のずれ量を測定するためのテストパターンデータ２００が格納されている。このテストパターンデータ２００は、記録紙Ｐに印刷されたとき、図２３に示すような画像を形成するものである。
【００９９】
このテストパターンデータ２００は、第１の評価パターンデータ２０１と、第２の評価パターンデータ２０２とからなる。第１の評価パターンデータ２０１は、インク液滴ｉの吐出方向のずれを検出するための理想直線２０４を算出するためのパターンデータであり、ノズル１０４ａの一ライン分の直線データである。また、第２の評価パターンデータ２０２は、並設された回路基板１０１毎のインク液滴ｉの吐出方向のずれを検出するためのパターンデータである。テストパターンデータ２００には、基準線を構成する絶対座標データが含まれている。テストパターンデータ２００は、この基準線データ２０３からの距離ΔＹ１によって第１の評価パターンデータ２０１の位置を特定し、また、この基準線データ２０３からの距離ΔＹ２によって第２の評価パターンデータ２０２の位置を特定するようにしている。インク液滴ｉの吐出方向のずれを補正するときには、先ず、このテストパターンデータ２００が記録紙Ｐに印刷されることになる。
【０１００】
制御部１１７は、入出力端子１１４から入力された印刷データ及び制御信号や、インク検出部３８，３９による電気抵抗値の変化や、インク残量検出部３６による電気抵抗値の変化等に基づき、各部を制御する。制御部１１７、このような処理プログラムとしてＲＯＭ１１５から読み出してＲＡＭ１１６に記憶し、このプログラムに基づき各処理を行う。
【０１０１】
この制御部１１７は、吐出方向の制御を行う処理プログラムをＲＯＭ１１５から読み出してＲＡＭ１１６にロードし、このプログラムに基づき、吐出制御部１１２のスイッチング素子１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃのオン／オフを切り換えてインク液滴ｉの吐出方向を制御する。
【０１０２】
以上のようなプリンタ装置１の印刷動作について説明すると、制御部１１７は、図２４に示すように、ヘッドキャップ開閉機構８３を構成する駆動モータを駆動させてヘッドキャップ４２をヘッドカートリッジ２に対してトレイ８５ａ側に移動させ、ヘッドチップ４１のノズル１０４ａを露出させる。そして、制御部１１７は、給排紙機構８４を構成する駆動モータを駆動させて記録紙Ｐを連続して又は間欠して走行させる。具体的に、制御部１１７は、トレイ８５ａから給紙ローラ１５０によって記録紙Ｐを引き出し、互いに反対方向に回転する一対の分離ローラ１５１ａ，１５１ｂによって引き出された記録紙Ｐの一枚を反転ローラ１５２に搬送して搬送方向を反転させた後に搬送ベルト１５３に記録紙Ｐを搬送し、搬送ベルト１５３に搬送された記録紙Ｐを押さえ手段１５４が所定の位置に停止させることでインク４が着弾される位置が位置決めされるように給排紙機構８４を制御する。
【０１０３】
これと共に、制御部１１７は、吐出制御部１１２がヘッドチップ４１よりインク液滴ｉを記録紙Ｐに吐出する制御を行うようにする。具体的には、図２５に示すように、インク流路１０６内の一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂに接する部分には、インク気泡Ｈ，Ｉが発生し、図２６に示すように、そのインク気泡Ｈ，Ｉの膨張によってインク気泡Ｈ，Ｉの膨張分の体積と等しい体積のインク４が押しのけられる。これによって、ノズル１０４ａに接する部分の押しのけられたインク４と同等の体積のインク液滴ｉがノズル１０４ａから吐出され、記録紙Ｐ等の被記録物に着弾し、記録紙Ｐには、印刷データに応じた文字、画像等が印刷される。
【０１０４】
そして、インク液滴ｉが吐出されると、インク液滴ｉを吐出したインク液室１０５内に吐出された量と同量のインク４がインク流路１０６から直ちに補充され、図１０に示すように、元の状態に戻る。ヘッドチップ４１からインク液滴ｉが吐出されると、付勢部材６６の付勢力とダイアフラム６９の付勢力とによってインク室６２の開口部６４を閉塞している弁６５は、図９に示すように、ヘッドチップ４１からインク液滴ｉが吐出された際に、開口部６４分割されたインク流出路６３側のインク室６２のインク４の負圧が高まると、インク４の負圧によりダイアフラム６９が大気圧により押し上げられて、弁シャフト６８と共に弁６５を付勢部材６６の付勢力に抗して押し上げる。このとき、インク室６２のインク流入路６１側とインク流出路６３側と間の開口部６４が開放され、インク４がインク流入路６１側からインク流出路６３側に供給され、インク流路１０６にインクが補充される。そして、インク４の負圧が低下してダイアフラム６９が復元力により元の形状に戻り、付勢部材６６の付勢力により弁シャフト６８と共に弁６５をインク室６２が閉塞するように引き下げる。以上のようにして弁機構５４では、インク液滴ｉを吐出する度にインク４の負圧が高まると、上述の動作を繰り返す。このようにして、給排紙機構８４によって走行している記録紙Ｐには、順に印刷データに応じた文字や画像が印刷されることになる。そして、印刷が終了して記録紙Ｐは、排紙口８６より排出される。
【０１０５】
次に、以上のようなプリンタ装置１において、インク液滴ｉの吐出方向を補正する手順を図２７を参照して説明する。先ず、ステップＳ１において、ユーザがインク液滴ｉの吐出方向を補正する操作を情報処理装置１１８の操作部又はプリンタ装置１の操作部で行うと、プリンタ装置１の制御部１１２は、ＲＯＭ１１５よりインク液滴ｉの吐出方向を補正するためのプログラムをＲＯＭ１１５より読み出してＲＡＭ１１６にロードすると共に、ＲＯＭ１１５よりテストパターンデータ２００を読み出して第１の評価パターンデータ２０１及び第２の評価パターンデータ２０２を記録紙Ｐに印刷する。
【０１０６】
このとき、吐出制御部１１２は、図１７に示すように、スイッチング素子１２１ｂをオフにして抵抗器１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃには電流が流れないようにし、スイッチング素子１２１ａをオンにする。すなわち、発熱抵抗体１０２ａ，１０２に同じ電流が供給されるようにし、回路基板１０１の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂとノズルシート１０４のノズル１０４ａとにずれがないとき、インク液滴ｉがインク４の吐出角度がインク４の着弾面に対して略垂直になるようにを吐出される状態にする。これにより、回路基板１０１の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂとノズルシート１０４のノズル１０４ａの相対位置がずれているときには、インク液滴ｉの着弾位置がずれ、第１の評価パターン２０１ａが直線に印刷されないことになる。
【０１０７】
ここで、図２８を用いてテストパターンデータ２００ａが印刷された記録紙Ｐを説明すると、第１の評価パターンデータ２０１に相当する第１の評価パターン２０１ａは、インク液滴ｉの吐出方向がずれているとき、直線に印刷されない。ノズルシート１０４に貼り付けられている各回路基板１０１がノズルシート１０４に対して回転しているときには、図２８に示すように、回路基板１０１毎に様々な傾きを有して第１の評価パターン２０１ａが印刷されることになる。また、第２の評価パターンデータ２０２に相当する第２の評価パターン２０２ａは、上記図２３を用いて説明したように回路基板１０１毎に記録紙Ｐの走行方向となるＹ方向に所定間隔（ΔＹ１−ΔＹ２）ずつずらして印刷したものであるから、回路基板１０１毎の直線が第１の評価パターン２０１ａと同様な傾きを有して印刷されることになる。
【０１０８】
ステップＳ２において、情報処理装置１１８には、スキャナ１１９から記録紙Ｐに印刷された画像、すなわちテストパターンを含む画像が取り込まれ、情報処理装置１１８は、入出力端子部１１４を介してスキャナ１１９で読み込んだ画像データをプリンタ装置１に入力する。プリンタ装置１の制御部１１７は、ステップＳ３において、図２９に示すように、基準線２０３からの第１の評価パターン２０１ａまでの距離を算出し、平均値を算出することによって理想直線２０４を算出する。ここで、基準線２０３は、スキャナ１１９から入力された画像に関係なく定められた記録紙Ｐの走行方向と直交するＸ方向が可変し記録紙Ｐの走行方向であるＹ方向の値が一定の座標値を有する絶対座標データである。制御部１１７は、記録紙Ｐに印刷された第１の評価パターン２０１ａを構成するドットを検出し、各ドットと基準線２０３との距離を算出し、算出した距離を合計し、合計値をドット数で除することによって、理想直線２０４を算出する。
【０１０９】
ここで、理想直線２０４を算出するに当たって基準となる基準線２０３は、絶対座標データであって、記録紙Ｐにテストパターン２００ａと共に印刷されるものではない。したがって、記録紙Ｐが傾いた状態でテストパターンデータ２００が印刷された場合にも、第１の評価パターン２０１ａに基づいて理想直線２０４を正確に算出することができる。すなわち、制御部１１７は、記録紙Ｐにテストパターンデータ２００と共に印刷された基準線２０３を用いないことで、記録紙Ｐの印刷時の姿勢、すなわち傾きに関係なく理想直線２０４を算出することができる。
【０１１０】
ステップＳ４において、プリンタ装置１の制御部１１７は、回路基板１０１毎のインク液滴ｉの吐出方向のずれ量を検出する。具体的に、図３０に示すように、制御部１１７は、上述したステップＳ３で算出した理想直線２０４を第２の評価パターン２０２に当てはめる。具体的には、理想直線２０４を（ΔＹ１−ΔＹ２）分だけずらして、第２の評価パターン２０２ａに当てはめる。そして、制御部１１７は、理想直線２０４と第２の評価パターン２０２ａとのずれ量ｇ、具体的には記録紙Ｐの走行方向であるＹ方向のずれ量ｇを算出する。なお、ずれ量ｇは、ドット単位で行ってもよい。
【０１１１】
ステップＳ５において、制御部１１７は、ＲＯＭ１１５に保存されている図１９に示す補正データを参照し、すれ量ｇに対応した制御電流値を算出する。そして、ステップＳ６において、制御部１１７は、すれ量ｇに対応した制御電流値のデータを吐出制御部１１２に出力する。吐出制御部１１２は、図１７に示すように、入力されたすれ量ｇに対応した制御電流値のデータに応じて、スイッチング素子１２１ｂ，１２１ｃや可変抵抗器１２３を、インク液滴ｉの吐出方向が着弾面に対して略垂直になるように制御する。
【０１１２】
ステップＳ７において、制御部１１７は、補正データに基づいて算出した制御電流値のデータをＲＯＭ１１５に保存し、次回印刷を行うときから、このＲＯＭ１１５に保存された制御電流値のデータに基づいてインク液滴ｉの吐出方向を補正した状態で印刷を行うようにする。
【０１１３】
すなわち、制御部１１７は、吐出制御部１１２でインク液滴ｉの吐出方向を補正する。具体的には、図２４及び図２５に示すように、インク流路１０６内の一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂに接する部分には、発熱抵抗体１０２ａへの電流制御により、時間差でインク気泡Ｆ，Ｇが発生する。インク気泡Ｆ，Ｇは、より多くの電力が供給される等して一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂの内加熱される速度が早い方に接している方の膨張が早くなる。そして、インク気泡Ｆ，Ｇの内の膨張する速度が早い方がインク４をより押圧し、インク液滴ｉを、ノズル１０４ａを中心に気泡の膨張が遅い側に押し出す。これによって、一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂに対するノズル１０４ａのずれに伴うインク液滴ｉの吐出方向のずれを矯正することができ、この結果、インク液滴ｉを記録紙Ｐに対して略垂直に滴下することができる。
【０１１４】
以上のように、本発明を適用したプリンタ装置１では、上述したようにノズルシート１０４に並んで設けられる一対の発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂとの相対位置がずれ、インク液滴ｉの吐出方向がずれたときであっても、吐出制御部１１２によってインク液滴ｉの吐出方向を補正することができ、その結果、印刷した画像に、インク液滴ｉの着弾位置のずれに伴う白すじ等が現れることを防止することができる。また、このプリンタ装置１では、インク液滴ｉの吐出方向を補正できるようにすることで、ノズルシート１０４へ回路基板１０１を取り付ける際の誤差の許容範囲を大きくすることができ、ヘッドチップ４１の生産効率の向上を図ることができる。
【０１１５】
ところで、以上のようなプリンタ装置１にあっても、記録紙Ｐの走行速度にばらつきがあると、印刷される画像や文字等の精度が左右されてしまう。例えば記録紙の走行速度が速いときは、記録された画像や文字等が記録紙の走行方向に伸びて印刷されてしまったり、色の濃度が薄くなってしまう。また、記録紙の走行速度が遅いときは、記録された画像や文字等が記録紙の走行方向に縮んで印刷されたり、色の濃度が濃くなってしまう。そこで、このプリンタ装置１では、インク液滴ｉの吐出方向の補正を上述した方法で行った上で、上記図１８で示したように、吐出制御部１１２を構成するスイッチング素子１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ、可変抵抗器１２３を調整してインク液滴ｉの吐出方向を、周期的に又はランダムに可変するようにしてもよい。
【０１１６】
以上の例では、インク液滴ｉの吐出方向を補正するに当たって、ユーザの手元でプリンタ本体３に内蔵されたＲＯＭ１１５に保存されたテストパターンデータ２００を用いてテストパターン２００ａをテスト印刷し、テストパターン２００ａが印刷された記録紙Ｐをスキャナ１１９で読み込んで、ドット毎のインク液滴ｉの着弾位置のずれを検出し、検出結果に基づいて制御電流値のデータを算出し、発熱抵抗体１０２ａの電流量を制御する場合を説明したが、本発明は、工場における出荷判定時に行うようにし、補正データをインクヘッドカートリッジ２に設けたメモリに保存しておくようにしてもよい。
【０１１７】
例えば、ＲＯＭ１１５は、プリンタ本体３に設けるのではなく、インクヘッドカートリッジ２に設けるようにしてもよい。インクヘッドカートリッジ２にＲＯＭ１１５を設ける場合、例えば、ヘッドカートリッジ２の工場からの出荷判定時に、上記図２７のステップＳ１〜ステップＳ７までの処理を行い、検出結果に基づいて制御電流値のデータをインクヘッドカートリッジ２のＲＯＭ１１５に保存する。このプリンタ装置１は、インクヘッドカートリッジ２も消耗品であり、プリンタ本体３に対して着脱可能であるから、ユーザの元でインクヘッドカートリッジ２が交換されたとき、制御部１１７は、交換されたインクヘッドカートリッジ２のＲＯＭ１１５から制御電流値のデータを取得し、発熱抵抗体１０２ａの電流量を制御する。したがって、ユーザがインクヘッドカートリッジ２を交換する度に上記図２７に示したインク液滴ｉの吐出方向の補正を行う必要が無くなり、プリンタ装置１の利便性の向上を図ることができる。
【０１１８】
また、他の例として、プリンタ本体３にＲＯＭ１１５を設け、更にインクヘッドカートリッジ２にもメモリを設けるようにしてもよい。この場合、インクヘッドカートリッジ２のメモリには、工場からの出荷判定時に測定したインク液滴ｉの吐出方向を補正するための補正データが格納される。ここでの補正データは、例えば〔０００〕、〔００１〕、〔０１０〕等の数ビット（ここでは３ビット）のディジタルの補正データである。一方、プリンタ本体３のＲＯＭ１１５には、図３１に示すように、インクヘッドカートリッジ２のＲＯＭに格納されている数ビットの補正データと発熱抵抗体１０２ａの制御電流値のデータとを変換する変換テーブルが格納されている。制御部１１７は、インクヘッドカートリッジ２が装着されると、インクヘッドカートリッジ２のＲＯＭより数ビットの補正データを読み出し、ＲＯＭ１１５に格納されている変換テーブルを参照して制御電流値のデータを特定し、特定した制御電流値のデータに基づいて吐出制御部１１２で発熱抵抗体１０２ａへ供給する電流を制御し、インク液滴ｉの吐出方向を補正することができる。
【０１１９】
更に、図２３及び図２８に示したテストパターンデータ２００は、第１の評価パターンデータ２０１ａと第２の評価パターンデータ２０２ａを設けたが、第２の評価パターンデータ２０２ａだけとしてもよい。この場合、回路基板１０１に応じた第２の評価パターン２０２毎に、基準線２０３からの距離を測定して理想直線２０４を算出し、理想直線２０４からの第２の評価パターン２０２のずれ量を算出するようにすればよい。
【０１２０】
また、以上の例では、インク液滴ｉの吐出方向を補正するに当たって、ユーザの手元でプリンタ本体３に内蔵されたＲＯＭ１１５に保存されたテストパターンデータ２００を用いてテストパターン２００ａをテスト印刷し、テストパターン２００ａが印刷された記録紙Ｐをスキャナ１１９で読み込んで、ドット毎のインク液滴ｉの着弾位置のずれを検出し、検出結果に基づいて制御電流値のデータを算出し、発熱抵抗体１０２ａの電流量を制御する場合を説明したが、本発明は、工場における出荷判定時において、顕微鏡等を用いて直接、ノズル１０４ａと発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂのずれ量を測定し、そのずれ量をインクヘッドカートリッジ２に設けたメモリに保存するようにしてもよい。この場合、プリンタ本体３のＲＯＭ１１５には、図３２に示すように、ノズル１０４ａに対するインク液滴ｉの吐出方向を補正するための制御電流の値を特定するテーブルを保存しておき、制御部１１７がインクヘッドカートリッジ２のメモリから読み出したノズル１０４ａと発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂのずれ量に関するデータに基づいて制御電流のデータを特定し、吐出制御部１１２によって発熱抵抗体１０２ａへ供給する電流量を制御してインク液滴ｉの吐出方向を制御するようにすればよい。
【０１２１】
更に、以上の例では、図１３に示すように、発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂを記録紙Ｐの走行方向に並べて設け、記録紙Ｐの走行方向に、インク液滴ｉの吐出方向を可変させてインク液滴ｉの吐出方向を制御する場合を説明したが、発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂは、記録紙Ｐの走行方向に対して直交する方向に配列するようにしてもよい。この場合には、インク液滴ｉの吐出方向を記録紙Ｐの走行方向に対して直交する方向にすることができ、発熱抵抗体１０２ａ，１０２ａの位置がノズル１０４ａに対して記録紙Ｐの走行方向に対して直交する方向にずれているときに、インク液滴ｉの着弾位置を補正することができる。更に、一のインク液室１０５に設ける発熱抵抗体の数は、２つに限定されるものではない。例えば、インク液室１０５毎に、発熱抵抗体を、記録紙Ｐの走行方向に一対設け、更に、記録紙Ｐの走行方向に対して直交する方向に一対設け、合計で４つ設けるようにしてもい。この場合には、インク液滴ｉの吐出方向を記録紙Ｐの走行方向と記録紙Ｐの走行方向に対して直交する方向の２方向にすることができ、発熱抵抗体の位置がノズル１０４ａに対して何れの方向にずれていても、インク液滴ｉの着弾位置を補正することができる。更に、発熱抵抗体の数は、これらの数に限定されるものではない。
【０１２２】
更に、以上の例では、プリンタ本体３に対してヘッドカートリッジ２が着脱可能であり、更に、ヘッドカートリッジ２に対してインクカートリッジ１１が着脱可能なプリンタ装置１を例に取り説明したが、ヘッドチップ４１については、プリンタ本体３とヘッドカートリッジ２とが一体のプリンタ装置に適用することもできる。
【０１２３】
また、以上の例では、記録紙に文字や画像を印刷するプリンタ装置を例に取り説明したが、本発明は、微少量の液体を吐出する他の装置に広く適用することができる。例えば、本発明は、液体中のＤＮＡチップ用吐出装置（特開２００２−３４５６０号公報）やプリント配線基板の微細な配線パターンを形成するための導電性粒子を含む液体を吐出したりする液体吐出装置に適用することもできる。
【０１２４】
更に、インク液室１０５に気泡を発生させる圧力発生手段は、発熱抵抗体１０２ａ，１０２ｂの気泡発生手段の他、ピエゾ素子等の圧電素子であってもよい。また、本発明は、以上のような記録紙の用紙幅とほぼ同じ範囲をインクの吐出範囲とした、すなわちライン状にインクを吐出するインク吐出孔が設けられたライン型の液体吐出装置の他、インクカートリッジがインクヘッド部に装着され、インクカートリッジが装着されたインクヘッド部が記録紙の幅方向、すなわち記録紙の走行方向と略直交する方向に移動することによって所定の色のインクを記録紙に着弾させるシリアル型の液体吐出装置に適用することもできる。
【０１２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、一対の圧力発生素子に異なるエネルギ量のエネルギを供給し若しくはタイミングをずらして上記エネルギを供給し上記吐出孔より吐出される上記液体の吐出方向を記憶手段の補正データに基づいて制御することで、吐出孔と圧力発生素子との相対位置のずれに伴う液体の吐出方向のずれを補正することができ、従って、生産効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインクジェットプリンタ装置を示す斜視図である。
【図２】同インクジェットプリンタ装置に備わるインクジェットプリントヘッドカートリッジを示す斜視図である。
【図３】同インクジェットプリントヘッドカートリッジにインクカートリッジが装着された状態を示す断面図である。
【図４】同インクジェットプリントヘッドカートリッジにインクカートリッジが装着された際にインク供給部の供給口が弁により閉塞された状態を示す模式図である。
【図５】同インクジェットプリントヘッドカートリッジにインクカートリッジが装着された際にインク供給部の供給口が開放された状態を示す模式図である。
【図６】同インクジェットプリントヘッドカートリッジの装着部を示す平面図である。
【図７】同インクジェットプリントヘッドカートリッジとヘッドチップの関係を示す断面図である。
【図８】同インクジェットプリントヘッドカートリッジの接続部における弁機構の弁が閉じた状態を示す断面図である。
【図９】同インクジェットプリントヘッドカートリッジの接続部における弁機構の弁が開いた状態を示す断面図である。
【図１０】同インクジェットプリントヘッドカートリッジのヘッドチップを示す断面図である。
【図１１】同インクジェットプリントヘッドカートリッジのヘッドチップを示す分解斜視図である。
【図１２】回路基板をノズルシートに貼り付ける状態を説明する図であり、（Ａ）は、回路基板の配列状態を示し、（Ｂ）は、ノズルが設けられたノズルシートを示す。
【図１３】同インクジェットプリントヘッドカートリッジのヘッドチップを示す平面図である。
【図１４】気泡発生時間の差と吐出角度との関係を示す特性図である。
【図１５】インクジェットプリンタ装置において、ヘッドキャップ開閉機構が閉じている状態を一部透視して示す側面図である。
【図１６】同インクジェットプリンタ装置の制御回路を説明するブロック図である。
【図１７】インクの吐出方向を制御する吐出制御部を説明する回路図である。
【図１８】同ヘッドチップより吐出したインク液滴の着弾点を模式的に示す平面図である。
【図１９】インク液滴の着弾位置のずれ量とそのずれ量に対する制御電流値との関係を示す特性図である。
【図２０】回路基板に対するノズルシートのずれを説明する平面図である。
【図２１】回路基板に対してノズルシートが回転した状態で貼り付けられた状態を示す図である。
【図２２】回路基板に対してノズルシートが回転して貼り付けられ、インク液滴が曲がって吐出される状態を示す断面図である。
【図２３】インク液滴の吐出方向を補正するためのテストパターンデータを説明する図である。
【図２４】同インクジェットプリンタ装置において、ヘッドキャップ開閉機構が開いている状態を一部透視して示す側面図である。
【図２５】同インクジェットプリントヘッドカートリッジのヘッドチップにおいて、インク気泡が発生した状態を示す断面図である。
【図２６】同インクジェットプリントヘッドカートリッジのヘッドチップにおいて、発生したインク気泡によりインク液滴がノズルより吐出される状態を示す断面図である。
【図２７】インク液滴の吐出方向を補正する手順を説明するフローチャートである。
【図２８】テストパターンデータが印刷された記録紙に印刷された状態を説明する図である。
【図２９】第１の評価パターンと理想直線との関係を説明する図である。
【図３０】第２の評価パターンと理想直線との関係を説明する図である。
【図３１】補正データと制御電流の変換テーブルを説明する図である。
【図３２】ノズルのずれ量と制御電流との関係を説明する図である。
【符号の説明】
１  インクジェットプリンタ装置、２  インクジェットプリントヘッドカートリッジ、３  プリンタ本体、４  インク、１１  インクカートリッジ、１２  インク収容部、１３  インク供給部、３１  カートリッジ本体、３２  装着部、４１  ヘッドチップ、４２  ヘッドキャップ、８１  ヘッドカートリッジ装着部、８２  ヘッドカートリッジ保持機構、８３  ヘッドキャップ開閉機構、８４  給排紙機構、８５  給紙口、８６  排紙口、１０１  回路基板、１０２ａ，１０２ｂ  発熱抵抗体、１０３  フィルム、１０４  ノズルシート、１０４ａ  ノズル、１０５  インク液室、１０６  インク供給路、１１２  吐出制御部、１１５  ＲＯＭ、１１７  制御部、１２０ａ，１２０ｂ  電源、１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ  スイッチング素子、１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ  抵抗、１２３  可変抵抗、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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